石英是地壳中较为常见的矿物之一。根据形成温度不同,可将自然界石英族划分为6个同质多相变种:α-石英(较为常见,570℃以下形成)、β-石英(少见,570℃以上形成)、α-鳞石英、β-鳞石英和α、β白硅石。
石英岩、脉石英、石英砂等的主要成分均为石英。在工业应用前,石英一般都需要经过加工,具体的加工技术包含:1、粉碎分级;2、选矿提纯;3、表面改性等工艺。其中浮选是选矿提纯中较重要工艺。
在浮选石英砂前,一般需要进行擦洗、脱泥、或用摇床、磁选等方法除去含铁矿物,然后再进行浮选,浮选前先在浓矿浆中搅拌,以擦去石英表面的氧化铁薄膜,然后用脂肪酸类捕收剂浮去含铁矿物,槽内产品便是石英精矿。
石英砂的组成比较复杂,其中除含铁矿物外,常有云母、长石以及粘土矿物等。根据组成不同,石英砂浮选的流程可分为以下八种类型(见下图)。
(1)先浮云母,再浮含铁矿物,后浮长石。先用硫酸调整矿浆pH到3-4,用胺类捕收剂浮选云母,然后用盐酸调整矿浆pH到4-5,以磺化石油作捕收剂浮选含铁矿物,后用氟氢酸调整pH到2-3,用胺作捕收剂,浮选长石。石英以尾矿形式产出(图Ⅰ型)。
(2)按浮含铁矿物、云母、长石的顺序进行(图Ⅱ型)。使用的捕收剂的顺序是磺化石油-胺-胺。
(3)先浮含铁矿物,后浮长石,尾矿为石英精矿(图Ⅲ型)。它适用于云母含量少的石英砂。
(4)仅浮含铁矿物,所得尾矿为石英精矿(图Ⅳ型)。用妥尔油作捕收剂,用碳酸钠调整pH到8-9,浮选含铁矿物后,尾矿就是石英。在原矿中没有云母及长石的情况下,或原矿含长石少,没有必要分离时,用这种简单流程是有好处的。
(5)石英砂中含长石较多时,将矿浆的pH调整到7-8,用脂肪酸作捕收剂,浮选含铁矿物后,加氟氢酸和胺浮选长石,后将矿浆pH调整到7-8,用胺作捕收剂浮选石英(图Ⅴ型)。
(6)将矿浆的pH调整到7-8,用磺化石油进行铁矿物的浮选,然后在矿浆pH为7-8时,用胺浮选石英(图Ⅵ型)。此方案适用于原料中没有长石,或其含量很少,没有必要分离的情况。
(7)用胺作捕收剂,混合浮选石英和长石,混合精矿分离时加氟氢酸和胺浮选长石,尾矿便是石英精矿(图Ⅶ型)。
(8)浮铁矿物后再进行长石和石英混合浮选。它适用于含铁高的石英砂(图Ⅷ型)。